孫建邦

（重慶交通大學(xué)土木工程學(xué)院， 重慶 400074）

關(guān)于重力式擋土墻抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算的研究

孫建邦

（重慶交通大學(xué)土木工程學(xué)院， 重慶 400074）

《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》中有關(guān)重力式擋土墻抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算是在假定擋土墻在墻址處發(fā)生傾覆失穩(wěn)，而實(shí)際上，擋土墻發(fā)生傾覆的力矩中心處于墻址與墻自重重心鉛垂線之間的基底上，且不會(huì)超過該范圍。因此，基于上述規(guī)范存在的不足，同時(shí)考慮地基承載力和主動(dòng)土壓力分項(xiàng)系數(shù)的雙重影響，結(jié)合《擋土墻（重力式 衡重式 懸臂式）》相關(guān)擋土墻設(shè)計(jì)規(guī)范和前人的相關(guān)研究，本文得出重力式擋土墻抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算的修正公式，為擋土墻的設(shè)計(jì)提供一定的實(shí)用依據(jù)。

重力式擋土墻；抗傾覆穩(wěn)定性；地基承載力；主動(dòng)土壓力分項(xiàng)系數(shù)

0 .引言

擋土墻是指支承路基填土或山坡土體、防止填土或土體變形失穩(wěn)的構(gòu)造物，主要包括重力式、衡重式和懸臂式3種。

擋土墻設(shè)計(jì)時(shí)，除了需要進(jìn)行承載力計(jì)算，還應(yīng)進(jìn)行抗滑移和抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算。由于在實(shí)際工程中擋土墻發(fā)生滑移失穩(wěn)的實(shí)例很少見，反而發(fā)生傾覆失穩(wěn)的現(xiàn)象時(shí)常出現(xiàn)，因此，進(jìn)行擋土墻抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算是十分有實(shí)用意義的。本文僅對(duì)重力式擋土墻的抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算進(jìn)行研究。

1 .《規(guī)范》中的基本公式

《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》[1]

1）主動(dòng)土壓力Eα

圖1.1 擋土墻受力分析圖

其中：Eα---主動(dòng)土壓力（kN）；φα---主動(dòng)土壓力增大系數(shù)，擋土墻高度小于5m時(shí)宜取1.0，高度5-8m時(shí)宜取1.1，高度大于8m時(shí)宜取1.2；γ---填土的重度（kPa）；h---擋土結(jié)構(gòu)的高度（m）；φ---主動(dòng)土壓力系數(shù)，按確定, φ為內(nèi)摩擦角。

2）抗傾覆安全系數(shù)K1

其中：z---土壓力作用點(diǎn)與墻鍾的高度（m）；X0---擋土墻重心與墻趾的水平距離（m）；b---基底的水平投影寬度（m）。

其他相關(guān)參數(shù)如圖1.1擋土墻受力分析圖所示。

2 .《規(guī)范》中的不足

《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》中有關(guān)重力式擋土墻抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算是假定擋土墻在墻址處發(fā)生傾覆失穩(wěn)。

實(shí)際上，擋土墻發(fā)生傾覆的力矩中心位于墻趾與墻自重重心鉛垂線之間的基底上，且不會(huì)超出該范圍，因此運(yùn)用上述規(guī)范進(jìn)行抗傾覆安全系數(shù)計(jì)算存在不足之處[2]。

2.1 未考慮地基承載力的影響

地基承載力的修正計(jì)算[3]

根據(jù)《擋土墻（重力式 衡重式 懸臂式）》（04J008）的E.1給出了擋土墻承載力的如下修正公式：

其中：fαk---地基承載力特征值（kPa）；=fα---修正后的地基承載力特征值（kPa）；γ---基底面以下土的重度（kN/m3）；γm--基底面以上土的重度（kN/m3）；Bd---基礎(chǔ)底面寬度（m）；d---基礎(chǔ)埋置深度（m）；---地基承載力修正系數(shù)，見《擋土墻（重力式 衡重式 懸臂式）》地基承載力修正系數(shù)表E.1，由于篇幅原因，筆者在這里就不一一例舉出來。

2.2 未考慮主動(dòng)土壓力分項(xiàng)系數(shù)的影響

對(duì)不同高度，不同重要性的擋土墻，其安全等級(jí)是不同的。

根據(jù)擋土墻的重要性等級(jí)不同，I、II、III級(jí)可依次取擋土墻主動(dòng)土壓力分項(xiàng)系數(shù)γE為1.40、1.25、1.10。

3 結(jié)論

通過本文的研究，得到以下主要結(jié)論：

1）《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》中擋土墻的抗傾覆安全系數(shù)計(jì)算的假定條件存在不足，實(shí)際的擋土墻發(fā)生的傾覆力矩中心不在墻趾處，而是位于墻趾與墻自重重心鉛垂線之間的基底上，且不會(huì)超過該范圍。

2）重力式擋土墻抗傾覆穩(wěn)定分析時(shí)，不僅應(yīng)該考慮地基承載力的影響，而且還應(yīng)考慮主動(dòng)土壓力分項(xiàng)系數(shù)的影響。

3）通過分析地基承載力和主動(dòng)土壓力分項(xiàng)系數(shù)對(duì)重力式擋土墻的雙重影響，得出了計(jì)算重力式擋土墻抗傾覆安全系數(shù)的修正公式，給實(shí)際事例中擋土墻的設(shè)計(jì)提供了一定的實(shí)用依據(jù)。

[1] GB 50007-2011《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》[S]，北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2011，65-69

[2] 黃太華，饒英明和譚萍，關(guān)于擋土墻的地基承載力驗(yàn)算及抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算方法的探討[J],巖土工程技術(shù)，2003（6）

TU471.4

：A

1007-6344（2017）08-0276-01

孫建邦(1994–)，男，碩士研究生，主要從事道路結(jié)構(gòu)與材料方面的工作。